專利名稱：一種串口擴展結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及串口擴展技術(shù)，特別是一種串口擴展結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
對于飛速發(fā)展的電子技術(shù)，串行接口作為一種主要的通訊方式的使用，越來越普遍，導致許多場合對串口的擴展提出了要求。 在現(xiàn)有的串口擴展技術(shù)中可歸納為以下兩類一種是采用多路外部串口分時復用的方式，一種是總線擴展串口芯片的方式。對于分時復用方式，是把多個工作的每個工作都分成多個時間段，然后各個工作的各個時間段交叉使用。該方式只能用于通訊協(xié)議一定、通訊方式類似的特定的場合，特別不能使用于外部設(shè)備主動廣播發(fā)送數(shù)據(jù)的場合，不能解決協(xié)議不明確，特別是外部設(shè)備廣播發(fā)送數(shù)據(jù)的場合。對于總線擴展串口芯片的方式，如計算機系統(tǒng)中的多串口卡，其成本相對昂貴，結(jié)構(gòu)復雜，特別對于需接的外部設(shè)備較多的場合，其價格更是成倍增加，這不利于在各種場合大量使用。因此需要另一種串口擴展結(jié)構(gòu)，價格適中，能適用于各種場合。

實用新型內(nèi)容對于現(xiàn)有擴展串口方式的技術(shù)的不足，本實用新型提出的一種串口擴展方法和裝置，成本較低，穩(wěn)定可靠，易于大量使用于各種場合。本實用新型采用的技術(shù)方案是一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于CPU的各個串口對應連接有模擬開關(guān)，通過模擬開關(guān)連接轉(zhuǎn)換物理電平轉(zhuǎn)換芯片或轉(zhuǎn)換電路，所述模擬開關(guān)為2N個，其中NS 1，N為整數(shù)。CPU含有η個獨立物理串口，其中η彡1，η為整數(shù)。進一步的，m個CPU通過內(nèi)部總線連接組成，其中m彡1，m為整數(shù)。 所述物理電平轉(zhuǎn)換芯片可以是RS232、RS485或光電轉(zhuǎn)換等芯片。所述物理電平轉(zhuǎn)換電路可以是光耦、三極管或二極管及其電阻電容等組成的電平轉(zhuǎn)換電路。所述CPU的通用輸入或輸出連接到模擬開關(guān)的選通位和使能位。本實用新型的有益效果如下本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于大量使用于各種場合，穩(wěn)定可靠；而且本實用新型數(shù)據(jù)連續(xù)性較好，在工作期間完全避免了漏掉數(shù)據(jù)的情況。

圖I是本實用新型系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型多CPU的一種實施電路結(jié)構(gòu)示意圖[0018]圖3是本實用新型單CPU的一種實施電路結(jié)構(gòu)示意圖其中附圖標記為U、U0、U1、U2、U3均為 CPU, COMO、COMU COM2 均為串口，K01、K02、K11、K12、K21、K22、U4、U5均為模擬開關(guān)，GPIO為通用輸入或輸出，ZSDL為通訊指示電
路；圖 I 中 XP01、XP02、......、XP08、XP11、XP12、......、XP18、XP21、XP22、......、XP28 均為
接口芯片，圖 2 中 XP200、XP201、XP221、XP222、......、XP228 均為接口芯片，圖 3 中 XP300、
XP301、XP321、XP322、......、XP328。
具體實施方式
實施例I如圖I所不，對本實用新型系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)不意圖說明，此例中n=3 中央處理器U具有3個串口通訊接口 COMO、COMl、COM2，3個通訊接口相互獨立連接3種不同類型的外部通訊設(shè)備，每種外部通訊設(shè)備可接廣32個，根據(jù)外部通訊設(shè)備的不
同，接口芯片 XP01、XP02、......、XP08、XP11、XP12、......、XP18、XP21、XP22、......、XP28 可
以是RS232、RS485、光電轉(zhuǎn)換芯片或光耦、三極管、二極管及其電阻電容等組成的電平轉(zhuǎn)換電路。中央處理器采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到其中一個口的外部設(shè)備數(shù)據(jù)到剩余其他兩種類型外部設(shè)備上，實現(xiàn)幾類設(shè)備間的數(shù)據(jù)相互傳輸。該結(jié)構(gòu)的具體連接如下(I) CPU的串口 COMO通過模擬開關(guān)KOI、K02連接至轉(zhuǎn)換物理電平轉(zhuǎn)換芯片；(2) CPU的串口 COMl通過模擬開關(guān)K11、K12連接至轉(zhuǎn)換物理電平轉(zhuǎn)換芯片XP01、XP02、......、XP08;(3) CPU的串口 COM2通過模擬開關(guān)K21、K22連接至轉(zhuǎn)換物理電平轉(zhuǎn)換芯片；(4) CPU的串口 COMO和串口 COMl、串口 COM2也可部分或全部直接連接至轉(zhuǎn)換物理電平轉(zhuǎn)換芯片；(5) CPU的GPIO連接到模擬開關(guān)選通位及使能位；(6) CPU通過相互之間的總線交換數(shù)據(jù)；(7) 上述(I) (5)所述的模擬開關(guān)有1(01、1(02、1(11、1(12、1(21、1(22。 本實用新型還連接有通訊指示電路ZSDL，本實用新型可以通過不同的串口方便快捷地處理不同類型的數(shù)據(jù)流。實施例2如圖2所示，是一個本實用新型的具體應用實例多CPU的電路結(jié)構(gòu)示意圖，此例中 m=4。本實例中中央處理器CPU分別為U(TU3，使用為C8051F310，4個CPU之間采用I2C總線和SPI總線相互連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，其中UO為主控器控制其他CPU間的通訊，U0, UUU2、U3的每個串口 C0M0、C0M1、C0M2獨立一個串口輸出，分別連接有接口芯片XP200、XP201。本實例中僅是U3的串口通過U4、U5模擬開關(guān)⑶4051擴展了串口的輸出，分別連接有接口
芯片XP221、XP222、......、XP228，采用MAX3232E作為RS232輸出。所有CPU還連接有通訊
指示電路ZSDL。實施例3如圖3所示，是一個本實用新型具體應用實例單CPU的電路結(jié)構(gòu)示意圖。[0037]本實例中，U為中央處理器CPU，型號為C8051F340，包含兩個串口 C0M1、COM2,該兩個串口 C0M1、COM2直接與接口芯片XP300、XP30 1連接，接口芯片XP300、XP301采用MAX3232山還包含第三串口 COM3，采用I/O 口模擬，經(jīng)過模擬開關(guān)U6、U7擴展，模擬開關(guān)6、
U7 采用 UCD4051，與接口芯片 XP321、XP322、......、XP328 連接，接口芯片 XP321、XP322、......、
XP328 采用 MAX232。
權(quán)利要求1.一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于CPU的各個串口對應連接有模擬開關(guān)，通過模擬開關(guān)連接轉(zhuǎn)換物理電平轉(zhuǎn)換芯片，所述模擬開關(guān)為2N個，其中N彡1，N為整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于CPU含有η個獨立物理串口，其中η≥1，η為整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于m個CPU通過內(nèi)部總線連接組成，其中m≥l，m為整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于所述物理電平轉(zhuǎn)換芯片采用RS232芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于所述物理電平轉(zhuǎn)換芯片采用RS485芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于所述物理電平轉(zhuǎn)換芯片采用光電轉(zhuǎn)換芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于所述CPU的通用輸入或輸出口連接到模擬開關(guān)的選通位和使能位。
專利摘要本實用新型涉及串口擴展技術(shù)，特別是一種串口擴展結(jié)構(gòu)，其特征在于CPU的各個串口對應連接有模擬開關(guān)，通過模擬開關(guān)連接至物理電平轉(zhuǎn)換芯片或物理電平轉(zhuǎn)換電路，所述模擬開關(guān)為2N個，其中N≥1，N為整數(shù)；所述物理電平轉(zhuǎn)換芯片可以是RS232、RS485或光電轉(zhuǎn)換等芯片，所述物理電平轉(zhuǎn)換電路可以是光耦、三極管或二極管及其電阻電容等組成的電平轉(zhuǎn)換電路；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于大量使用于各種場合，穩(wěn)定可靠；而且本實用新型數(shù)據(jù)連續(xù)性較好，在工作期間完全避免了漏掉數(shù)據(jù)的情況。
文檔編號G06F13/40GK202677389SQ20122032618
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者高萬堂, 郭明杰, 廖志清, 陳志君, 戴祥, 羅濤, 楊媛, 孫樹會 申請人:成都明意科技發(fā)展有限公司